474 2

12. ELEKTROWNIE WODNE

z betonu (rys. 12.5), dla spadów wyższych - z metali, odpowiednio z żeliwa, staliwa lub spawana (rys. 12.8). W turbinach rurowych komory wlotowe mająproste kształty (rys. 12.6) zależne głównie od formy obudowy generatora.

12.2.2. Charakterystyka turbin wodnych

Wirnik turbiny Peltona (1880 r.) - rysunek 12.4, składa się z tarczy kołowej oraz umieszczonych na jej obwodzie łopatek w postaci podwójnych czasz 3. Z dyszy 1 (mogą być 1 -e2 dysze) wypływa woda z prędkością c_{ (patrz rys. 12.3a), wpada na łopatki, oddaje część energii kinetycznej i z prędkością c₂ ~ 0 (rys. 12.3a) w postaci strug spada na dół. Wirnik turbiny znajduje się więc w powietrzu i zewnętrzne powierzchnie łopatek nie stykają się z wodą. Konieczność umieszczenia wirnika w powietrzu powoduje stratę pewnej części spadku H_u o różnicę wysokości wylotu strugi i poziomu dolnej wody A h_w. Jednak z uwagi na to, że turbiny Peltona są stosowane do najwyższych spadów^, strata ta jest nieznaczna. Strumień wody wypływający z dyszy można zmieniać, przesuwając osadzoną współosiowo z dyszą iglicę 2; uzyskuje się w ten sposób regulację ilościową strumienia wody.

Ponieważ rurociągi doprowadzające wodę do turbiny są bardzo długie, aby nie wystąpiło uderzenie hydrauliczne i znaczna zwyżka ciśnienia, dysza musi być zamykana przez iglicę bardzo wolno. W razie nagłego odciążenia turbiny najpierw działa odchylacz strugi 5, który odcina strumień od wirnika, a następnie iglica powoli zamyka dyszę, nie wywołując w rurociągu wzrostu ciśnienia. Turbiny Peltona są budowane również z wałem pionowym i wówczas liczba dysz wynosi 2-e 4.

Wirnik turbiny Kapłana (1918 r.) - rysunek 12.5, jest wykonany w postaci śmigła o 2-e 8 przestawialnych (obracalnych na czopach) łopatkach 2. Dawniej stosowano (obecnie w elektrowniach małej mocy) turbiny o łopatkach stałych zamocowanych w piaście, tzw. turbiny śmigłowe. W turbinie Kapłana czopy łopatek są osadzone w piaście wirnika, w której jest umieszczony napęd łopatek. Woda doprowadzona do spiralnej komory 3 z prędkością c₀, promieniowo na całym obwodzie, przepływa przez nastawialne łopatki kierownicze 1, zwiększaj ąc prędkość do Ci (patrz rys. 12.3b) i wpływa na łopatki 2, skąd wypływa z prędkością c₂. Następnie woda jest odprowadzana rurą ssącą 4, dzięki czemu następuje częściowy odzysk energii straty wylotowej - zmniejszenie prędkości z c₂ do c₂ (patrz p. 12.2.1 i rys. 12.3b) i zwiększenie spadu użytecznego H_u. Łopatki kierownicze i łopatki wirnika są sprzężone mechanicznie tak, że każdemu położeniu łopatek kierowniczych odpowiada określone położenie łopatek wirnika; uzyskuje się przez to optymalną sprawność.

¹¹ Turbiny Peltona w Polsce nie są stosowane.

474